模具制造工藝學(xué)-課件第2章

第2章模具機(jī)械加工方法

12342.1外圓柱面的加工方法2.2平面的加工方法2.3孔和孔系的加工方法2.4成型磨削加工52.5模具數(shù)控加工目錄9/29/2024模具加工方法模具加工方法1.普通精度零件用通用機(jī)床加工，加工完成后要進(jìn)行必要的鉗工修配后再裝配。2.精度要求較高的模具零件用精密機(jī)床加工。3.形狀復(fù)雜的空間曲面，采用數(shù)控機(jī)床加工。4.對(duì)特殊零件可考慮其他加工方法，如擠壓成形加工、超塑成形加工、快速成形技術(shù)等。9/29/20242.1外圓柱面的加工方法1粗車2半精車3精車4精細(xì)車粗車主要用于工件的粗加工，作用是去除工件上大部份加工余量和表層硬皮，為后續(xù)加工作準(zhǔn)備。粗車去除的加工余量約為1.5～2mm，加工后的精度等級(jí)可達(dá)IT13～I(xiàn)T11，表面粗糙度Ra可達(dá)50～12.5μm。在粗車的基礎(chǔ)上對(duì)工件進(jìn)行半精加工，可進(jìn)一步減少加工余量，提高表面光潔度。半精車去除的加工余量約為1.5～0.8mm，加工后的精度等級(jí)可達(dá)IT10～I(xiàn)T8，表面粗糙度Ra可達(dá)6.3～3.2μm，一般用做中等精度要求零件的終加工工序。精細(xì)車主要用于有色金屬的精加工。精細(xì)車去除的加工余量小于0.3mm，加工后的精度等級(jí)可達(dá)IT7～I(xiàn)T6，表面粗糙度Ra可達(dá)1.25～0.32μm。在半精車的基礎(chǔ)上對(duì)工件進(jìn)行精加工，其去除的加工余量約為0.5～0.8mm，加工后的精度等級(jí)可達(dá)IT8～I(xiàn)T7，表面粗糙度Ra可達(dá)3.2～1.6μm。2.1.1外圓柱面的車削加工車削加工是圓柱形零件的常用的加工方法。車削加工一般可分為四種，即粗車、半精車、精車和精細(xì)車。9/29/2024為了達(dá)到模具精度等級(jí)和表面粗糙度等要求，許多模具零件必須經(jīng)過磨削加工。外圓磨床主要用于各種工件的外圓柱面的磨削加工。其加工方式是將高速旋轉(zhuǎn)的砂輪和低速旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行磨削，工件相對(duì)于砂輪做縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。外圓柱面的磨削加工的精度等級(jí)可達(dá)IT6～I(xiàn)T5，表面粗糙度Ra可達(dá)0.16～0.08μm。若采用高光潔磨削工藝，其表面粗糙度Ra可達(dá)0.025μm。2.1.2外圓柱面的磨削加工9/29/20242.2平面的加工方法2.2.1平面的銑削加工銑削加工是由銑刀作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工件隨工作臺(tái)作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，兩者協(xié)調(diào)配合，完成的加工。銑削加工后的精度等級(jí)可達(dá)IT8～I(xiàn)T6，表面粗糙度Ra可達(dá)12.5～0.63μm，可以用做半精加工和精加工工序，生產(chǎn)率較高。銑削方法有圓周銑削法和端銑銑削法兩種。1.圓周銑削法圓周銑削法有逆銑和順銑兩種。1）逆銑銑削時(shí)銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與工件的進(jìn)給方向相反稱為逆銑。2）順銑銑削時(shí)銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與工件的進(jìn)給方向相同稱為順銑。9/29/2024銑刀位于工件對(duì)稱中心線處，切入為逆銑，切出為順銑。該方法切入和切出的厚度相同，有較大的平均切削厚度，故采用端銑銑削法時(shí)多用此法。此外，該方法還特別適用于加工淬硬鋼。對(duì)稱銑銑刀位置偏于工件對(duì)稱中心線一側(cè)，切入時(shí)切削厚度最小，切出時(shí)切削厚度最大，故切入沖擊力小，切削過程平穩(wěn)，適用于加工普通碳鋼和高強(qiáng)度低合金鋼。該方法具有刀具壽命長，加工表面質(zhì)量好的特點(diǎn)。不對(duì)稱逆銑銑刀位置偏于工件對(duì)稱中心線一側(cè)，切入時(shí)切削厚度最大，切出時(shí)切削厚度最小，故適用于加工不銹鋼等中等強(qiáng)度的材料和高塑性材料。不對(duì)稱順銑2.端銑銑削法端銑有對(duì)稱端銑、不對(duì)稱逆銑和不對(duì)稱順銑三種。采用端銑銑削法時(shí)，端面銑刀與被加工表面接觸的弧長比周銑的弧長長，參加切削的刀齒數(shù)多，故切削平穩(wěn)，加工質(zhì)量好。9/29/2024(a)刨平面（b）刨斜面圖2-1牛頭刨床的加工原理2.2.2平面的刨削加工刨削主要用于模具零件表面的加工。其中，經(jīng)常采用牛頭刨床加工中、小型零件，采用龍門刨床加工大型零件。刨削加工后的精度等級(jí)可達(dá)IT10，表面粗糙度Ra可達(dá)1.6μm。牛頭刨床主要用于加工平面與斜面。加工原理如圖2-1所示。9/29/20241.加工平面對(duì)于尺寸較小的工件，通常采用平口鉗裝夾；對(duì)于尺寸較大的工件，可直接安裝在牛頭刨床的工作臺(tái)上。2.加工斜面刨削斜面時(shí)，在工件底部墊入斜墊塊使之傾斜，并用支承板夾緊工件，如圖2-2所示。斜墊塊是預(yù)先制成的一批角度不同的墊塊，可選用兩塊或兩塊以上組成其他不同角度的斜墊塊。圖2-2利用斜墊塊刨斜面1—支承板；2—工件；3—虎鉗；4—斜墊塊9/29/2024對(duì)于工件的內(nèi)斜面，一般采用傾斜刀架的方法進(jìn)行刨削，如圖2-3所示為V形槽的刨削加工過程。

(a)粗刨(b)切槽(c)刨斜面(d)用樣板刀精刨圖2-3刨V形槽9/29/20242.2.3平面的磨削加工用平面磨床加工模具零件時(shí)，要求分型面與模具的上、下面平行，同時(shí)，還應(yīng)保證分型面與相關(guān)平面之間的垂直度。加工時(shí)，工件通常裝夾在電磁吸盤上，用砂輪的圓周表面對(duì)工件進(jìn)行磨削，工件上、下兩平面的平行度小于0.01：100。磨削加工后的精度等級(jí)可達(dá)IT6～I(xiàn)T5，表面粗糙度Ra可達(dá)0.4～0.2μm。9/29/20242.3孔和孔系的加工方法2.3.1一般孔的加工方法常用的孔加工方法有：鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、磨孔、拉孔、內(nèi)圓磨削等方法。下面介紹幾種常用的孔加工方法。1.鉆孔鉆孔主要用于在實(shí)體材料上加工孔，是粗加工工序，其加工后的精度等級(jí)可達(dá)IT12～10，表面粗糙度Ra可達(dá)50～12.5μm。由于鉆孔加工精度不高，因而主要用于加工精度要求不高的孔或精加工孔的預(yù)孔。鉆孔常用的刀具為麻花鉆。2.擴(kuò)孔擴(kuò)孔主要用于對(duì)已有的孔進(jìn)行再加工，從而擴(kuò)大孔徑。擴(kuò)孔后,孔的精度等級(jí)可達(dá)IT10～I(xiàn)T9，表面粗糙度Ra可達(dá)6.3～3.2μm。擴(kuò)孔是半精加工工序,通常作為鉸孔前的預(yù)加工工序或者精度要求不高的孔的最終加工工序。擴(kuò)孔常用的刀具為擴(kuò)孔鉆。9/29/20243.锪孔锪孔主要用于在已加工的孔的基礎(chǔ)上加工出圓柱形和錐形沉頭孔以及端面凸臺(tái)，如圖2-4所示。锪孔常用的刀具為锪鉆。(a)锪圓柱形沉頭孔（b）锪錐形沉頭孔(c)锪端面凸臺(tái)圖2-4锪孔9/29/20244.鉸孔鉸孔主要用于中小孔的精加工和半精加工,其加工后的精度等級(jí)可達(dá)IT9～I(xiàn)T6，表面粗糙度Ra可達(dá)3.2～0.4μm。鉸孔的主要加工方法有手鉸和機(jī)鉸兩大類。5.內(nèi)圓磨削利用砂輪的高速自轉(zhuǎn)、行星運(yùn)動(dòng)和軸向的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),即可完成內(nèi)圓磨削。進(jìn)行內(nèi)圓磨削時(shí)，由于砂輪的直徑受到孔徑大小的限制，因而磨小孔時(shí)多取砂輪直徑為孔徑的3/4左右。砂輪高速回轉(zhuǎn)(主運(yùn)動(dòng))的線速度一般不超過35m/s，行星運(yùn)動(dòng)(圓周進(jìn)給)速度大約是砂輪高速回轉(zhuǎn)的線速度的15%。慢的行星運(yùn)動(dòng)速度將減小磨削量，但對(duì)加工表面的質(zhì)量有好處。砂輪的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)(軸向進(jìn)給)的速度與磨削的精度有關(guān)，粗磨時(shí)，行星每轉(zhuǎn)1周，其往復(fù)運(yùn)動(dòng)的距離略小于砂輪高度的2倍；精磨時(shí)，行星每轉(zhuǎn)1周，其往復(fù)運(yùn)動(dòng)的距離應(yīng)小于砂輪高度，尤其在精加工結(jié)束時(shí)要用很低的行程速度。9/29/20241中、小型模具的冷卻水道孔，常用普通鉆頭或加長鉆頭在立鉆、搖臂鉆床上加工，加工時(shí)要及時(shí)排屑、冷卻，進(jìn)刀量要小，防止孔偏斜。深孔加

工方法中、大型模具的孔一般在搖臂鉆床、鏜床及深孔鉆床上加工，較先進(jìn)的方法是在加工中心機(jī)床上與其他孔一起加工。23過長的低精度孔可采用劃線后從兩面對(duì)鉆的方法。垂直度要求較高的孔應(yīng)采取工藝措施予以導(dǎo)向，如采用鉆模等。42.3.2深孔加工9/29/2024深孔鉆削加工后，其精度較低，如果要進(jìn)一步提高精度可以采用深孔鏜削加工，加工后其尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面光潔度都有很大的提高。鏜削加工采用的機(jī)床為深孔鉆床，采用的刀具為在鉆桿上安裝的深孔鏜刀頭，在其前、后端均有導(dǎo)向塊，前有兩塊，后有四塊，材料為硬質(zhì)合金，有很好的耐磨性。1.鏜削加工浮動(dòng)鉸孔是深孔鏜削加工后的一種精加工方法，其所用設(shè)備與深孔鏜削加工一樣，只需將深孔鏜刀頭換成深孔鉸刀頭即可。刀塊可以在刀體的矩形槽內(nèi)自由滑動(dòng)，加工過程中借助作用在對(duì)稱刀刃上的切削力來平衡其位置，從而抵償鏜刀塊的制造、安裝誤差，以及加工中鏜桿的振動(dòng)引起的誤差，所以可以得到很高的尺寸精度和很小的表面粗糙度。2.浮動(dòng)鉸孔2.3.3精密孔加工常用的精密孔加工包括鏜削加工和浮動(dòng)鉸孔。9/29/20241.單件孔系加工對(duì)于同一零件的孔系加工，有如下幾種常用方法：（1)劃線法加工。（2)找正法加工。（3)通用機(jī)床坐標(biāo)加工法。（4)坐標(biāo)鏜床加工。孔系的加工2.相關(guān)孔系的加工常用相關(guān)孔系的加工方法有：（1)同鏜加工法。（2)配鏜加工法。（3)坐標(biāo)磨削法。2.3.4孔系的加工9/29/20242.4成型磨削加工成形磨削是成形表面精加工的一種方法，具有高精度、高效率的優(yōu)點(diǎn)。在模具制造中，成形磨削主要用于精加工凸模、凹模拼塊及電火花加工用的電極等零件。形狀復(fù)雜的模具零件，一般是由若干平面、斜面和圓柱面等簡單形狀組成的，其輪廓線為若干直線和圓弧，如圖2-5所示。成形磨削的原理就是把零件的輪廓分成若干直線與圓弧，然后按照一定的順序逐段磨削，使之達(dá)到圖樣上的技術(shù)要求。圖2-5模具刃口的的形狀9/29/2024成形磨削有以下兩種方法：（1）成形砂輪磨削法。利用修整砂輪工具，將砂輪修整成與工件型面完全吻合的相反型面，然后用此砂輪磨削工件，如圖2-6（a）所示。（2）夾具磨削法。將工件按一定的條件裝夾在專用的夾具上，在加工過程中通過夾具的調(diào)節(jié)使工件固定或不斷改變位置，從而獲得所需的形狀，如圖2-6（b）所示。（a）成形砂輪磨削法（b）夾具磨削法圖2-6成形磨削的兩種方法1—砂輪；2—工件；3—夾具回轉(zhuǎn)中心9/29/20242.4.1成形砂輪磨削法

1.成形砂輪的選擇砂輪的磨削性能隨組成砂輪的磨料粒度、硬度、組織和結(jié)合劑等參數(shù)的不同而異。由于成形磨削用的砂輪的修整精度將直接影響工件的成形精度，因此，必須選用磨損量小、組織均勻的砂輪。

2.成形砂輪的修整采用成形砂輪磨削之前，首先要把砂輪修整成所需的形狀，然后用此成形砂輪磨削工件。按照砂輪的形狀，成形砂輪的修整方法有兩種，即砂輪角度的修整和圓弧砂輪的修整。9/29/2024修整砂輪角度時(shí)，當(dāng)需要修整的砂輪角度為0°≤α＜45°時(shí)，應(yīng)利用平板7墊塊規(guī)，如圖2-7（a）所示，應(yīng)墊的塊規(guī)值為（2-1）式中，H為應(yīng)墊的塊規(guī)值(mm)；l為工具的回轉(zhuǎn)中心至塊規(guī)底面的高度(mm)；L為圓柱中心至工具回轉(zhuǎn)中心的距離(mm)；d為圓柱直徑(mm)。通常修整砂輪角度工具的l=65mm，L=50mm，d=20mm，此時(shí)應(yīng)墊的塊規(guī)值為

H=55－50sinα當(dāng)需要修整的砂輪角度為45°≤α≤90°時(shí)，應(yīng)利用墊板8的側(cè)面墊塊規(guī)，如圖2-7（b）所示，應(yīng)墊的塊規(guī)值為

（2-2）式中，l’為工具的回轉(zhuǎn)中心至墊板側(cè)面的距離（mm）。通常修整砂輪角度工具的=30mm，此時(shí)應(yīng)墊的塊規(guī)值為9/29/2024當(dāng)需要修整的砂輪角度為90°＜α≤100°時(shí)，應(yīng)利用墊板8的側(cè)面墊塊規(guī)，如圖2-7（c）所示，應(yīng)墊的塊規(guī)值為

(a)(b)(c)圖2-7修整砂輪角度時(shí)塊規(guī)的計(jì)算9/29/2024圖2-8修整圓弧砂輪的工具

1—金剛刀；2—擺桿；3—螺桿；4—滑座；5—刻度盤；6—角度標(biāo)；7—主軸；8—手輪；9—擋塊2)圓弧砂輪的修整修整圓弧砂輪工具的結(jié)構(gòu)雖有多種形式，但其原理都相同。如圖2-8所示為修整圓弧砂輪的工具。金剛刀1固定在擺桿2上，通過螺桿3使擺桿在滑座4上移動(dòng)，以調(diào)節(jié)金剛刀尖至回轉(zhuǎn)中心的距離，使其適應(yīng)所修整的凸或凹圓弧半徑的需要。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪8時(shí)，主軸7及滑座4等均繞主軸中心回轉(zhuǎn)，其回轉(zhuǎn)的角度用刻度盤5、角度標(biāo)6和擋塊9來控制。9/29/2024修整圓弧砂輪時(shí)，先根據(jù)所修砂輪的情況(凸形或凹形)及半徑大小計(jì)算塊規(guī)值，并調(diào)好金剛刀尖的位置，然后安裝工具，使刀尖處于砂輪下面，旋轉(zhuǎn)手輪，使金剛刀繞工具的主軸中心來回?cái)[動(dòng)則可修整出圓弧，如圖2-9所示。圖2-9修整圓弧砂輪的工作原理圖9/29/2024圖2-11正弦精密平口鉗1—底座；2—精密平口鉗；3—工件；4—正弦圓柱；5—塊規(guī)2.4.2夾具磨削加工用于成形磨削的夾具有正弦精密平口鉗、正弦磁力臺(tái)、正弦分中夾具和萬能夾具。1.正弦精密平口鉗正弦精密平口鉗按正弦原理構(gòu)成，主要由帶有精密平口鉗和底座組成，如圖2-11所示。工件3裝夾在精密平口鉗2上，在正弦圓柱4和底座1的定位面之間墊塊規(guī)，可使工件傾斜一定的角度。這種夾具用于磨削工件上的斜面，其最大的傾斜角度為45°。9/29/20242.正弦磁力臺(tái)如圖2-12所示為正弦磁力臺(tái)，它與正弦精密平口鉗的區(qū)別在于它是用電磁吸盤代替精密平口鉗來裝夾工件的。這種夾具也用于磨削工件上的斜面，其最大傾斜角度也為45°，適于磨削扁平工件。圖2-12正弦磁力臺(tái)1—電磁吸盤；2、6—正弦圓柱；3—塊規(guī)；4—底座；5—偏心鎖緊器；7—擋板9/29/2024圖2-13正弦分中夾具1—前頂座；2—底座；3—螺釘；4—支架；5—手輪；6—后頂尖；7—前頂尖；8—主軸；9—蝸輪；10—零位指標(biāo)；11—分度盤；12—正弦圓柱；13—蝸桿；14—墊板3.正弦分中夾具正弦分中夾具主要用于磨削具有同一個(gè)回轉(zhuǎn)中心的凸圓柱和斜面，如圖2-13所示。9/29/2024設(shè)正弦圓柱中心至夾具主軸中心的距離為，D為正弦圓柱中心所在圓的直徑），當(dāng)其中一對(duì)正弦圓柱處于水平位置時(shí)，在該正弦圓柱下面所墊的塊規(guī)高度為H0，如圖2-14（a）所示。當(dāng)墊塊規(guī)的正弦圓柱在過夾具回轉(zhuǎn)中心的水平線之下時(shí)，如圖2-14（ｂ）所示，應(yīng)墊的塊規(guī)值為（2-7）式中，α為工件所需轉(zhuǎn)動(dòng)的角度（°）。當(dāng)墊塊規(guī)的正弦圓柱在過夾具回轉(zhuǎn)中心的水平線之上時(shí)，如圖2-14（ｃ）所示，應(yīng)墊的塊規(guī)值為（2-8）(a)(b)(C)圖2-14應(yīng)墊塊規(guī)的計(jì)算9/29/20241）心軸裝夾法如圖2-15所示為心軸裝夾。如果工件2上有內(nèi)孔，當(dāng)此孔的中心是外成形表面的回轉(zhuǎn)中心時(shí)，可在孔內(nèi)裝入心軸1。如果工件2無內(nèi)孔，則可在工件2上作出工藝孔，用來安裝心軸1。利用心軸1兩端的中心孔將心軸1和工件2夾持在分中夾具的兩頂尖之間。當(dāng)夾具主軸5回轉(zhuǎn)時(shí)，可通過雞心夾頭4帶動(dòng)工件2一起回轉(zhuǎn)。圖2-15心軸裝夾1—心軸；2—工件；3—螺母；4—雞心夾頭；5—夾具主軸9/29/20242）雙頂尖裝夾當(dāng)工件沒有內(nèi)孔，也不允許在工件上作工藝孔時(shí)，可采用雙頂尖裝夾法。如圖2-16所示為雙頂尖裝夾。工件除帶有一對(duì)主中心孔外，還有一個(gè)副中心孔，用于撥動(dòng)工件。加長頂尖1裝在夾具的主軸孔內(nèi)。副頂尖2可在叉形滑板3的槽內(nèi)上下移動(dòng)，并能借助螺母4調(diào)節(jié)其所需的長度。若將副頂尖作成彎的，可增加其使用范圍。圖2-16雙頂尖裝夾1—加長頂尖；2—副頂尖；3—叉形滑板；4—螺母9/29/2024圖2-24萬能夾具1—轉(zhuǎn)盤；2—手柄；3、15—絲杠；4—主軸；5—六角螺釘；6—蝸輪；7—游標(biāo)；

8—螺釘；9—正弦分度盤；10—蝸桿；11—圓柱；12—墊板；13—夾具體；14—中滑板；16—橫滑板4.萬能夾具萬能夾具是成形磨床的主要部件，也可作為平面磨床的成形磨削夾具。如圖2-21所示，它主要由工件裝夾部分、回轉(zhuǎn)部分、十字拖板和分度部分組成。9/29/2024萬能夾具上工件的裝夾方法通常有螺釘裝夾法、精密平口鉗裝夾法、磁力平臺(tái)裝夾法、磨回轉(zhuǎn)體的夾具裝夾法。1）螺釘裝夾法如圖2-22所示為螺釘裝夾。在工件6上預(yù)先做好工藝螺釘孔(直徑為M8～M10)，用螺釘3和墊柱2將工件6固緊在轉(zhuǎn)盤1上。螺釘?shù)臄?shù)目視工件大小而定，較大的工件用2～4個(gè)，較小的工件用一個(gè)，但磨削用量應(yīng)適當(dāng)減小。墊柱的數(shù)目與螺釘?shù)臄?shù)目相同，其長度應(yīng)適當(dāng)，要保證砂輪退出時(shí)不致碰壞夾具。此外，為了保證安裝精度，要求各墊柱的高度一致。圖2-22螺釘裝夾法的示意圖1—轉(zhuǎn)盤；2—墊柱；3、5—螺釘；4—滾花螺母；6—工件9/29/20242）精密平口鉗裝夾法如圖2-23所示為精密平口鉗。它主要由底座1、活動(dòng)鉗口2和傳動(dòng)螺桿3組成。它與一般的虎鉗相似，但其制造精度較高。如圖2-24所示為精密平口鉗裝夾。圖中用螺釘和墊柱將精密平口鉗安裝在轉(zhuǎn)盤上。為了保證安裝精度，工件上裝夾與定位的面(a面、b面、c面)應(yīng)事先經(jīng)過磨削。這種方法裝夾方便，但在一次裝夾中只能磨削工件上的一部分表面。圖2-23精密平口鉗1—底座；2—活動(dòng)鉗口；3—傳動(dòng)螺桿；4、5—螺孔圖2-24精密平口鉗裝夾法的示意圖9/29/20243）磁力平臺(tái)裝夾法如圖2-25所示為磁力平臺(tái)裝夾。將磁力平臺(tái)裝在轉(zhuǎn)盤上，利用它來吸牢工件。這種方法裝夾方便、迅速，適于磨削扁平工件。它與精密平口鉗裝夾法相似，在一次裝夾中只能磨削工件上的一部分表面。圖2-25磁力平臺(tái)裝夾4）磨回轉(zhuǎn)體的夾具裝夾法需要磨削圓球面或圓錐面時(shí)，可采用磨回轉(zhuǎn)體的夾具裝夾法。如圖2-26所示為磨回轉(zhuǎn)體的夾具裝夾。被磨削的工件裝在彈簧夾頭1內(nèi)，擰緊螺母2將工件夾緊，旋轉(zhuǎn)手輪3可使彈簧夾頭1和工件繞夾具中心回轉(zhuǎn)。圖2-25磨回轉(zhuǎn)體夾具1—彈簧夾頭；2—螺母；3—手輪9/29/2024將此夾具安放在磁力平臺(tái)上，如圖2-27所示，利用磁力將它吸牢。磨削時(shí)，借助于磨回轉(zhuǎn)體夾具2的回轉(zhuǎn)，可以加工工件上的球面。若使磁力平臺(tái)3傾斜一定的角度，則可利用磨回轉(zhuǎn)體夾具2的回轉(zhuǎn)來磨削工件的錐面。圖2-27磨回轉(zhuǎn)體的夾具裝夾1—轉(zhuǎn)盤；2—磨回轉(zhuǎn)體夾具；3—磁力平臺(tái)9/29/20242.4.3成形磨削工藝尺寸的換算用萬能夾具磨削工件時(shí)，其工藝尺寸的換算有如下內(nèi)容：（1）確定各圓弧中心的相對(duì)坐標(biāo)。（2）確定回轉(zhuǎn)中心至各斜面或者平面的垂直距離。（3）確定各斜面對(duì)坐標(biāo)軸的傾斜角度。（4）確定各圓弧面的張角（又稱回轉(zhuǎn)角）。如果在磨削時(shí)工件可以自由回轉(zhuǎn)，而不傷及相鄰表面時(shí)，此角度可以不計(jì)算。在正弦分中夾具上磨削工件時(shí)，工件只有一個(gè)回轉(zhuǎn)中心，故在進(jìn)行工藝尺寸換算時(shí)不必計(jì)算各圓弧中心的相對(duì)坐標(biāo)，其余各項(xiàng)要求與萬能夾具相同。9/29/20242.4.4在光學(xué)曲線數(shù)控磨床上和數(shù)控磨床上進(jìn)行成型磨削加工1.在光學(xué)曲線磨床上進(jìn)行成形磨削光學(xué)曲線磨床用于磨削平面、圓弧面和非圓弧形的復(fù)雜曲面，特別適合于單件或小批生產(chǎn)中各種復(fù)雜曲面的磨削工作。機(jī)床所使用的砂輪是薄片砂輪，其厚度為0.5～0.8mm，直徑在125mm以內(nèi)，磨削精度為±0.01mm。2.在數(shù)控磨床上進(jìn)行成形磨削在成形磨床或平面磨床上利用夾具或成形砂輪進(jìn)行磨削，一般都是采用手動(dòng)操作。因此，其加工精度在一定程度上依賴于工人的操作技巧。為了提高加工精度，便于采用電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造模具，使模具制造朝著高質(zhì)量、高效率、低成本和自動(dòng)化的方向發(fā)展，目前，國外已研制出數(shù)控磨床，而且在實(shí)際應(yīng)用中收到了良好的效果。9/29/20241）成形砂輪磨削法采用成形砂輪磨削法時(shí)，首先利用數(shù)控裝置控制安裝在工作臺(tái)上的砂輪修整裝置，使它與砂輪架做相對(duì)運(yùn)動(dòng)而得到所需的成形砂輪，如圖2-33（ａ）所示，然后用此成形砂輪磨削工件。磨削時(shí)，工件做縱向往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，砂輪做垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，如圖2-33（ｂ）所示。這種方法適用于加工面窄且批量大的工件。（a）（b）圖2-33成形砂輪磨削1—砂輪；2—金剛刀；3—工件9/29/20242）仿形磨削法采用仿形磨削法時(shí)，首先利用數(shù)控裝置把砂輪修整成圓形或V形，如圖2-34（ａ）所示，然后由數(shù)控裝置控制砂輪架的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和工作臺(tái)的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，使砂輪的切削刃沿著工件的輪廓進(jìn)行仿形加工，如圖2-34（ｂ）所示。這種方法適用于加工面寬的工件。（a）（b）圖2-34仿形磨削1—砂輪；2—金剛刀；3—工件9/29/20243）復(fù)合磨削法復(fù)合磨削法是將成形砂輪磨削法和仿形磨削法兩種方法結(jié)合在一起，用來磨削具有多個(gè)相同型面（如齒條形和梳形等）的工件。磨削前先利用數(shù)控裝置修整成形砂輪（只是工件形狀的一部分），如圖2-35（ａ）所示，然后用成形砂輪依次磨削工件，如圖2-35（ｂ）所示。圖2-35復(fù)合磨削1—砂輪；2—金剛刀；3—工件9/29/2024數(shù)控機(jī)床在模具加工中占有重要的位置。數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等設(shè)備在形狀復(fù)雜和高精度的成形表面加工中，對(duì)保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率等方面發(fā)揮了重要的作用。例如，數(shù)控銑床及其加工中心不僅適合于加工模具型腔，還適合于加工型芯以及模板等零件，加工精度高于仿形銑床。2.5模具數(shù)控加工9/29/20241輸入介質(zhì)2數(shù)控裝置3伺服系統(tǒng)4機(jī)床本體輸入介質(zhì)包括磁盤、穿孔帶等。目前穿孔帶已很少使用，而是采用手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式，通過鍵盤將編程信息送入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控裝置接收輸入介質(zhì)傳來的信息，經(jīng)處理、計(jì)算后送到伺服系統(tǒng)。根據(jù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制方式不同，數(shù)控裝置有以下兩種基本形式：（1）點(diǎn)位控制系統(tǒng)。（2）連續(xù)控制系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床是高精度和高生產(chǎn)率的自動(dòng)化機(jī)床，其機(jī)床本體與普通機(jī)床相比應(yīng)有更好的剛性、抗振性、精度，且傳動(dòng)副中相對(duì)運(yùn)動(dòng)面的摩擦系數(shù)小。伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)床的移動(dòng)部件。它將數(shù)控裝置的指令信息放大后，通過傳動(dòng)部件帶動(dòng)移動(dòng)部件做精密定位或按規(guī)定軌跡和速度運(yùn)動(dòng)。一般的數(shù)控機(jī)床加工系統(tǒng)由四部分組成，它們分別是輸入介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體。2.5.1數(shù)控機(jī)床簡介9/29/20242.5.2數(shù)控加工的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性1.數(shù)控加工的特點(diǎn)1）提高加工質(zhì)量數(shù)控機(jī)床本身的精度和剛性較好，而且按照程序加工，可避免操作者的人為誤差對(duì)加工過程的影響，大大提高了加工質(zhì)量，尤其在復(fù)雜成形表面的模具加工中顯示出優(yōu)越性。2)提高加工效率采用數(shù)控加工時(shí)，零件的尺寸精度和位置精度由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，省去了劃線工作和對(duì)零件的多次測量和檢測的時(shí)間。3）便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理和加工的現(xiàn)代化用數(shù)控機(jī)床加工能準(zhǔn)確計(jì)劃零件加工工時(shí)，簡化檢驗(yàn)工作。數(shù)控機(jī)床加工使用數(shù)字信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)代碼輸入，最易與計(jì)算機(jī)連接，因此，數(shù)控加工是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制與管理的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)模具CAD/CAM不可缺少的重要環(huán)節(jié)。9/29/20242.數(shù)控加工的經(jīng)濟(jì)性1）縮短模具生產(chǎn)周期，加快新產(chǎn)品開發(fā)用傳統(tǒng)方法加工模具，因其加工精度低，所以在模具裝配中就會(huì)耗費(fèi)較多的時(shí)間反復(fù)進(jìn)行修正和調(diào)整。數(shù)控加工提高了零件的加工質(zhì)量，這不僅大大縮短了模具生產(chǎn)周期及試模后的調(diào)整時(shí)間，還可以省去或減少樣板和模型的制作，在加工中又可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，節(jié)省了輔助生產(chǎn)時(shí)間，這些都有利于模具生產(chǎn)和新產(chǎn)品的開發(fā)。2）為生產(chǎn)高質(zhì)量的模具奠定了基礎(chǔ)采用數(shù)控機(jī)床為加工精密、復(fù)雜、大型